优化冷却气流 减少气流损失带来的能耗

 
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导读:本文从气流监测、机房封闭、抬高地板及机房调整者四个方面入手教您如何更有效的管理数据中心气流,从而实现增加服务器密度,却无需添加新的制冷基础设施。

关键词:数据中心气流管理 机房气流管理 数据中心能耗

 
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  随着IT设备的深入应用,数据中心机房的功率密度越来越高。数据显示2010年,高功率密度数据中心的设备热负荷将达到100KW/m2。可见,在这种高热密度的空间里,只有合理的应用和规划设备布局,才能充分发挥各子系统的功能,便于今后的扩充,方便运维人员的管理,节省投资。
  
  服务器市场的惨烈竞争使其成本降低了不少,但是冷却方面的能耗却一路飙升,居高不下。根据数据中心研究机构正常运行时间学会(UPTIMEINSTITUTE)研究发现,由于“气流损失”,也就是“旁路气流”导致数据中心冷却的冷空气有60%都被浪费了。结果是低效的气流管理导致我们在能源方面花了许多冤枉钱。
  
  结果是:由于效率低下造成的容量过剩和低效的空调气流管理,造成了更多资金的投入,而很多是不必要的投入。
  
  但好消息是,优化气流是降低运营成本,延缓资本支出最好的方法。此外,当您更有效的管理气流时,你可以增加服务器密度,而无需添加新的制冷基础设施。
  
  要优化现有的机房的基础设施,需要考虑以下的步骤来解决气流效率问题:
  
  1、给机房的冷却效率做一个全面检查
  
  如果你的数据中心还没有一个监控记录文本,如公用事业,设备入口温度,UPS负载,冗余冷却能力和实际功率的计算-这时给电脑室的气流效率做一个全面的检查可能是一个适当的开始。
  
  有许多可用的诊断评估的范围,大多数将确定能源效率,并提供有针对性的补救策略。如果持续进行下去,该计划可以迅速节省您的运营成本,在几个月内就可以获得回报,并允许持续增加服务器密度。
  
  至少,专业的电脑室冷却的全面检查应涉及以下三个方面:IT设备的进气热点;旁路气流百分比和冷却容量因素(CCF),或边际安装制冷量与负荷之间的关系。
  
  要弄清这些,工程师需要做到以下几点:
   
  1.计算和测量地板开口。
  
  2.测量进气柜的温度。
  
  3.测量任何确定热点的相对湿度。
  
  4.冷却机组额定冷却容量。
  
  5.冷却装置额定气流。
  
  6.计算设备千瓦电力负荷。
  
  7.确定潜在冷却的存在以及和它相关的潜在制冷罚款。
  
  8.检查所有返回空气温度和相对湿度。
  
  案例分析:一个拥有6996平方英尺的数据中心的公司,通过测量旁路气流和热点做了一个制冷效率检查。通过收集的数据来计算CCF,并与关键负载进行比较。
  
  通过实施补救策略,删除了热点,并提高了60%的旁路气流,这意味着设备的可靠性将会提高。另外,由于气流管理的改进,公司能够把两个冷却组件装进一个非活动模型,每年降低的电力消耗是27024美元。在第二和第三月之间,就获得了回报。
  
  2、把机房封闭起来,并升高地板的高度
  
  根据你的数据中心所检查出的数据,机房需要做的调整可能会是:
  
  封闭围墙的开口,尤其是通过围墙的电缆桥架和管道。此外,检查周围地区,以确保冷气不通过外墙逃到邻近的楼层。检查所有的开口,包括通过门口和电梯的漏气口;装卸停靠门;窗户;电缆穿过的墙壁的开口;围墙上的洞。需要密封的最常见的开口是线缆开口。其他应该密封的开口是在配电设备组件下的一些小孔。
  
  相关案例:在一个金融案例中,它的数据中心占地10,000平方英尺,这个数据中心安装400个特殊垫圈来保持室内的冷空气,在前两个月,就获得了回报。每年OpEX能量节省是50896美元。容量也提高了,这样在每年的运营成本中,它减少了18%的计算空间空调组件。随着收复制冷容量,数据中心经理可以增加服务器密度,而不会带来额外的冷却装置成本。
  
  3、提高地板以上气流管理
  
  根据您的数据中心的独特条件,补救措施可能包括安装内部空盘,垂直板;水平分区;冷通道控制,以及封闭热的过道。
  
  安装在未使用的机架组件中的空盘可以阻止服务器的热废气循环,由于设备负荷密度不断增加,热气体通过开放空间进入冷通道,同时也绕着机架底部运行,跨过机架顶部运行,这些都是非常重要的。安装空盘有助于确保机架上的电脑设备进气的温度低于80.6华氏温度,特别是机架顶部。
  
  案例分析:两个金融行业案例,一个是高密度设施,另一个是低密度的设施,都演示了安装空盘的结果。通过允许数据中心管理人员提高电脑室的温度,利用增加的冷却装置容量达到节省成本的目的。这样不但降低了经营成本同时也推迟冷却资本支出。此外,计算确定的简单回报可以数月内就获得预期的回报。
  
  对于高密度设备(一个房间里有400个机柜,占地10000平方英尺),每年的总成本节余十三万三千七百九十五美元,在第二个月就能有回报了。由于29.5%的CRAC组件被放置在不活动备用区域,每年的运营和维护费用就减少了29%。随着收复冷却容量,数据中心经理可以提高服务器的密度并延缓资金成本的支出,同时降低运营成本。
  
  较低的密度设施,12个水冷CRAC组件和750马力的风扇电机,每年的总成本节约是三万零五百九十四美元,第四个月就能看到回报了。这表明,在每年的运营和制冷设备维修费用减少了15%。
  
  4、调整机房
  
  建议在安装密封技术后,重新检查所有的热负荷和冷却装置的设置是很重要的,以确保你所利用了所有的效率。
  
  机房也应进行评估,以提高设备的可靠性,并进一步降低运营成本。这需要由一名工程师在现场打开设备,并详细进行性能测试。工程师应该:
  
  1.确定增加所有的PDU或远程电源板(RPP)输出或总的UPS系统输出的热负荷。
  
  2.通过检查温度和相对湿度的设定点和敏感性,评估地板的降温设备的配置。他们设置的是否正确,和整个房间是否一致。
  
  3.检查校准空中传感器的精确度。一个关键因素是要确保用来监测的设备的精确度是适当的。
  
  4.检查每个冷却装置,以核实是否提供其额定制冷量。当气流体积和温度斗下降时,需要加以衡量,以确定交付的冷却容量。
  
  5.确定业务所需冷却的热负荷数据组件和冷却容量的信息。在每个房间都应该有多余的冷却容量。
  
  6.确定穿孔地砖合适的数量和位置。在冷通道内仔细监测IT设备进气温度,调整安排。
  
  7.用红外摄像机确定气流流动规律和设备的性能问题以及改进的办法。
  
  能耗下降意味着成本下降。专用电脑室补救战略提供接近即时的能源节省策略,从而使人们有可能增加服务器服务,而无需增加冷却设施。密封的技术以及温度和环境监控方面的投资都是可行的,而且所花费的钱和时间在能源大量节省的条件下都会抵消,并获得结余。


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原文出处:http://www.jifang360.com/news/2010124/n43844389.html
 
来源:机房360    
 
 
 
 
 

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